2336

ется эффективным способом удаления продуктов коррозии, накипи и подготовки металлической поверхности к окраске. При этом способе поверхность не только очищается, но и приобретает равномерную шероховатость, способствующую лучшему прилипанию лакокрасочных материалов.

Для пескоструйной установки обычно используют песок: а) крупный, зернистостью 1...2 мм; б) средний, зернистостью 0,6...0,8 мм; в) мелкий, зернистостью 0,2...0,4 мм.

Чем больше масса частиц песка, их скорость и содержание в струе воздуха, тем интенсивнее очищается поверхность, тем выше производительность пескоструйной очистки.

Очистка косточковой крошкой (стеклянными шарами) отличается от пескоструйной лишь тем, что песок в этом процессе заменен мелкораздробленной скорлупой фруктовых косточек (слив, абрикосов и др.).

Подаваемая сжатым воздухом под давлением косточковая крошка с большой скоростью выбрасывается из сопла установки и, ударяясь о поверхность детали, удаляет находящиеся на ней загрязнения (нагар, накипь, кокс и др.).

Важное преимущество этого способа перед пескоструйной очисткой в том, что косточковая крошка, обладая меньшей твердостью, совершенно не царапает поверхность очищаемых деталей, в том числе и деталей из алюминиевых сплавов.

Размер частиц крошки должен быть в пределах 2...4 мм. Льдоструйная очистка отличается от двух предыдущих лишь тем, что

песок или косточковая крошка в этом процессе заменены на гранулы изо льда. Размер гранул колеблется в пределах 2…5 мм.

Существуют две технологии получения ледяных гранул: дробление глыб льда до нужного размера; распыление воды в камере с жидким азотом.

Доставляют гранулы к очищаемой поверхности при помощи метальных машин.

Применение сухого льда при очистке отличается от льдоструйной очи-

стки тем, что лед резко охлаждает деталь, и в силу различия коэффициентов термического расширения детали и загрязнения последние разрушаются, далее загрязнение с поверхности детали удаляют механическим путем.

Ультразвуковая очистка деталей заключается в том, что в очищаю-

щем растворе с помощью ультразвуковых генераторов типа УЗГ-10 и магнитострикционных преобразователей ПМС-7 вызываются звуковые колебания большой частоты (30 тысяч колебаний в секунду и более).

Под действием этих колебаний в жидкости образуются области сжатия и разрежения, распространяющиеся по направлению ультразвуковых волн. При интенсивности ультразвуковых колебаний порядка 4...5 Вт/см2 возникают кавитационные явления, связанные с захлопыванием воздушных пу-

31

зырьков. Происходит мощный гидравлический удар, способный создать местное давление выше 10 МПа. Под действием гидравлических ударов трудноудаляемые загрязнения (накипь, кокс, смола, нагар и др.) разрушаются, отделяются от поверхности детали, переходят в моющий раствор, превращаясь в эмульсию. Кроме кавитации в процессах очистки большую роль играют акустические течения, которые образуют вихревые гидродинамические потоки, способствующие растворению и перемещению компонентов в жидкой среде.

1.6.Дефектация деталей

1.6.1.Общие сведения

Дефектацией называется процесс технического контроля деталей, сборочных единиц, бывших в эксплуатации, с целью определения их годности для дальнейшего использования на ремонтируемом объекте.

Основная задача дефектовочных работ – не пропустить на сборку детали, ресурс которых исчерпан, и не выбраковывать годные без ремонта детали.

Ошибки конструирования, нарушения технологического процесса производства, технического обслуживания и ремонта автомобилей, а также эксплуатация приводят к возникновению дефектов.

Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям (по ГОСТ 15467–79).

Устранимый дефект – дефект, устранение которого технически возможно и экономически целесообразно (по ГОСТ 15467–79).

Величина (масштаб) дефектов – количественная характеристика отклонения фактических размеров и (или) формы деталей и их поверхностей от номинальных значений с учетом припуска на подготовительную обработку перед восстановлением.

При дефектации определяют искажение геометрической формы деталей, отклонение их размеров от чертежа, нарушение взаимного расположения деталей, физико-механических свойств материала (изменение твердости поверхности, упругих и магнитных свойств), усталостные разрушения и др.

Контроль деталей выполняется в соответствии с техническими условиями в определенной последовательности.

В первую очередь проверяются дефекты, по которым деталь чаще всего выбраковывается. Если деталь имеет такие дефекты и величина их соответствует (по техническим условиям) выбраковке, то остальные дефекты у этой детали не проверяются.

Степень годности деталей к повторному использованию или восстановлению устанавливают по технологическим картам на дефектацию. В

32

них указаны: краткая техническая характеристика детали (материал, вид термической обработки, твердость, нормальные размеры, отклонение формы и взаимного расположения поверхностей), возможные дефекты, способы их устранения, методы контроля, допустимые параметры без ремонта и предельные размеры. Оценку проводят сравнением фактических геометрических параметров деталей и других технических характеристик с допустимыми значениями.

Допустимыми называются размеры и другие технические характеристики детали, при которых она может быть поставлена на машину без ремонтных и восстановительных воздействий и будет удовлетворительно работать в течение предусмотренного межремонтного периода.

Предельными называются размеры и другие характеристики детали, при которых она не может быть поставлена на машину без восстановления.

Выбраковочными называются размеры и другие характеристики детали, при которых она не может быть восстановлена или это экономически нецелесообразно.

В процессе дефектации детали сортируют на пять групп, которые маркируют различной краской:

зеленой – годные, параметры которых находятся в пределах, допускаемых для использования с деталями, бывшими в эксплуатации или новыми;

желтой – годные, параметры которых находятся в пределах, допускаемых для работы только с новыми деталями;

белой – утратившие работоспособность, которую можно восстановить в условиях данного предприятия;

синей – утратившие работоспособность, ремонт и восстановление которых возможны только на специализированных предприятиях;

красной – негодные, которые имеют выбраковочные размеры и неисправимые дефекты; они направляются в утиль для использования в качестве металлолома.

1.6.2. Классификация дефектов

Классификация дефектов позволяет правильно выбрать технологические процессы восстановления деталей, особенно типовые; обосновать рациональную специализацию подразделений, занятых восстановлением; производить укрупненные расчеты трудовых и материальных затрат, связанных с восстановлением; планировать производство.

Дефекты относятся как к отдельным поверхностям, так и к деталям в целом.

Дефекты поверхностей деталей классифицируются:

по несоответствию размеров (74,9 %);

по несоответствию формы (19,5 %);

33

по несоответствию шероховатости (4,9 %);

по несоответствию физико-механических свойств (0,2 %);

нарушению целости (0,5 %).

Различают следующие группы дефектов, относящихся к деталям в целом: нарушение целости (трещины, обломы, разрывы и др.); несоответствие формы (изгиб, скручивание, вмятины и др.) и размеров деталей. Может быть и сочетание дефектов.

При выборе способа и технологии восстановления большое значение имеют размеры дефектов; выделяются три группы размеров – до 0,5 мм; 0,5-2 мм и свыше 2 мм.

Количественная оценка размеров дефектов необходима при определении отклонений размеров и формы.

Вероятность появления дефектов количественно оценивается на основании обработки статистических материалов и характеризуется коэффициентами повторяемости дефектов.

Коэффициент повторяемости дефекта определяют из выражения

где nД – число деталей с данным дефектом из суммарного количества продефектованных;

nВ – суммарное число продефектованных ремонтопригодных деталей.

Ремонтопригодные детали машин характеризуются коэффициентами восстановления.

Коэффициент восстановления определяют по формуле:

где КВ – коэффициент восстановления; КГ.В – коэффициент годности деталей для восстановления;

КГ – коэффициент выхода годных деталей в процессе восстановления;

м – кратность восстановления деталей.

Обычно для расчета объемов работ, выполняемых при восстановлении деталей, используют значение коэффициента годности деталей для вос-

становления, определяемое по формуле

КГ.В nnВ , (1.6)

Деф

где nВ – число деталей данного наименования, подлежащих восстановлению (ремонтопригодных);

nДеф – число деталей данного наименования, подлежащих дефектации.

34

1.6.3. Средства и процессы для выявления дефектов

Средства контроля – это изделия или материалы, применяемые для осуществления контроля; способ контроля – это совокупность правил применения определенных принципов для осуществления контроля (ГОСТ

16504–81).

Операции по определению дефектов следующие:

простукивание и наружный осмотр;

измерение линейных и угловых размеров;

измерение параметров формы и расположения поверхностей;

обнаружение поверхностных трещин;

определение течей;

измерение специальных характеристик.

Простукивание применяют для определения «ослабленных» посадок шеек, шипов, штифтов и заклепок и контроля резьбовых соединений с натягом. Резьбы с натягом разбирают только при необходимости.

Обломы и наружные большие трещины определяют осмотром. При осмотре используют складные лупы ЛП-1, ЛАЗ, ЛПК-471, штативные лупы ЛШ, ЛПШ-25, ЛПШ-462, отсчетные микроскопы МИР-1М и МИР-2 и бинокулярные микроскопы типа БМИ.

Для контроля линейных размеров элементов деталей применяют универсальный инструмент: штангенциркули (ГОСТ 166–89), штангензубомеры, штангенглубиномеры (ГОСТ 162–90), гладкие микрометры (ГОСТ 6507–90), индикаторные нутромеры (ГОСТ 868–82 и 9244–75) и скобы (ГОСТ 11098–75). Допустимая погрешность измерений определена ГОСТ 8.051–81. Для повышения производительности измерений широко применяют специальные средства – непроходные неполные предельные калибры, рабочие размеры которых определены ГОСТ 2015–84.

Диаметры внутренних и наружных цилиндрических поверхностей измеряют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях или в плоскости наибольшего износа.

Резьбы на валах и в отверстиях осматриваются, а наиболее ответственные из них контролируются резьбовыми калибрами или пробками.

Если деталь признается годной по линейным параметрам, то проверку продолжают для выявления годности по параметрам формы и расположению поверхностей.

Отклонение от круглости измеряют кругломерами, от плоскостности – с помощью щупов или оптико-механическими приборами.

Отклонения от взаимного расположения поверхностей измеряют с помощью специальных средств, оснащенных индикаторами часового типа (ГОСТ 577–68). Например, в блоке цилиндров в сборе с картером сцепления двигателя внутреннего сгорания необходимо измерить:

35

соосность коренных опор между собой и с отверстием под коробку передач в картере сцепления;

биение торца картера сцепления относительно оси коренных опор;

параллельность торцов первой коренной опоры между собой и перпендикулярность их к оси коренных опор;

совпадение и перпендикулярность осей цилиндров и коренных опор;

расстояния между осями цилиндров;

параллельность осей коренных опор и отверстий под распределительный вал и расстояние между ними;

расстояние между осями коренных опор и отверстия под стартер. Для обнаружения поверхностных усталостных трещин, неразличимых

визуально, в деталях ремонтного фонда применяют магнитные, капиллярные и звуковые способы контроля. Перспективно использование рентгено- и гамма-дефектоскопии.

Магнитные способы применяют для контроля деталей из ферромагнитных материалов. Трещины в материале детали или включения обусловливают иную, чем в основном материале, магнитную проницаемость. Способы основаны на определении в местах дефектов магнитного поля рассеяния. Эти способы надежны и просты, поэтому получили широкое распространение.

Сущность магнитного способа определения дефектов заключается в том, что магнитный поток, встречая на своем пути повреждение с низкой магнитной проницаемостью по сравнению с ферромагнитным материалом, огибает его. Часть магнитного потока выходит за пределы детали, образуя поле рассеяния. Поиск последнего определяет сущность способа.

По способу определения магнитного поля рассеивания различают следующие виды контроля: магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый и др. Наибольшее распространение в ремонте из магнитных способов получил магнитопорошковый.

Магнитопорошковый контроль включает следующие операции: подготовку детали к контролю, ее намагничивание, нанесение на проверяемую поверхность магнитного порошка или его взвеси, обнаружение дефекта и размагничивание детали.

Для визуального определения магнитных полей рассеяния над трещинами служат магнитные порошки (сухие или в виде суспензий). Железные порошки получают термическим разложением пентакарбонила железа Fe(CO)5 или диспергированием железа электрической дугой в керосине, а порошок ферромагнитного оксида железа – окислением магнетика.

Наибольшее распространение получили черный или темно-коричневый магнитный порошок, представляющий собой измельченный оксид – закись железа Fe3O4, и буро-красный порошок – оксид железа Fe2O3. Для контроля деталей с темной поверхностью используют светлые порошки (с добавле-

36

нием алюминиевой пудры) или люминесцентные порошки, содержащие люминофор-люмоген светло-желтого цвета. Размер частицы порошка составляет 0,1…60 мкм.

Магнитные пасты содержат различные смачивающие, антикоррозийные и другие добавки. В основном используют смесь керосина и трансформаторного масла в равных количествах. На 1 кг смеси добавляют 30...50 г магнитного порошка.

Скопления порошка над трещинами намагниченных деталей выявляют форму и размеры этих трещин.

Дефекты обнаруживаются, когда направление магнитного поля перпендикулярно к трещине. Поэтому простые детали намагничивают в одном направлении, а детали сложной формы – в нескольких. Для создания наилучших условий контроля применяют три способа намагничивания: циркуляционное, полюсное и комбинированное.

Циркуляционное (поперечное) намагничивание производят пропусканием тока под напряжением 12 В через контролируемую деталь (рис. 1.5 а) или через проводник, помещенный в отверстие детали. В этом случае хорошо обнаруживаются продольные трещины.

Полюсное (продольное) намагничивание до напряженности 480 А/см осуществляется с помощью электромагнитов или соленоидов (рис. 1.13 б), при этом деталь намагничивается вдоль своего наибольшего размера и на ней обнаруживаются поперечные трещины. С применением полюсного намагничивания невозможно определить трещины, расположенные под углом 65...70° к продольной оси детали.

Рис. 1.5. Способы намагничивания деталей:

а – циркуляционное; б – полюсное; в – комбинированное

Значение тока I (в амперах), пропускаемого через обмотку соленоида при полюсном намагничивании, равно:

где H – напряженность магнитного поля, А/м; DC2 – средний диаметр соленоида, м;

l – длина соленоида, м;

n – число витков соленоида.

37

Комбинированное намагничивание (рис. 1.5 в) осуществляется при одновременном намагничивании детали двумя или несколькими магнитными полями разных направлений для обнаружения трещин любого направления.

Для определения дефектов может быть использован как постоянный, так и переменный ток. Постоянный ток применяют только для выявления поверхностных дефектов, магнитное поле, создаваемое им, однородно и проникает достаточно глубоко в деталь. Переменный ток служит для выявления поверхностных дефектов и размагничивания деталей.

Напряженность магнитного поля в приложенном магнитном поле на поверхности детали должна находиться в пределах 1590...3979 А/м, а при использовании остаточной намагниченности – 7958…15915 А/м. В приложенном магнитном поле определяют дефекты деталей из магнитомягких материалов (Ст2, Ст3, от стали 10 до стали 40 и др.), а в поле остаточной намагниченности – деталей, изготовленных из магнитожестких (легированных и высокоуглеродистых сталей).

Значение тока I для проверки в приложенном поле при циркуляционном намагничивании определяется по формуле

а в поле остаточной намагниченности – по формуле

где d – диаметр детали, мм.

В ремонтном производстве применяют переносные и передвижные магнитные дефектоскопы ПМД-68, ПМД-70, ПМД-77, ПМД-ЗМ, М-217 и др.

Магнитографический способ определения трещин заключается в намагничивании детали при одновременной записи магнитного поля на магнитную ленту, покрывающую деталь, и последующей расшифровке полученной информации.

Для обнаружения дефектов феррозондовым способом применяют феррозондовые преобразователи.

Детали из магнитожестких материалов должны быть размагничены. Это размагничивание происходит в переменном магнитном поле с амплитудой, равномерно уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля. Чем больше магнитная проницаемость материала и толщина (стенки) детали, тем меньше должна быть частота размагничивающего переменного магнитного поля.

Степень размагниченности проверяют путем обсыпания детали стальными опилками. На поверхностях размагниченных деталей опилки не удерживаются. Для контроля размагниченности применяют феррозондовый полюсоискатель ФП-1 или прибор контроля размагниченности ПКР-1.

38

Капиллярный способ является основным при контроле деталей из цветных материалов, а также дополнительным – при магнитопорошковом контроле. Способ обладает высокой чувствительностью, с его помощью можно при выполнении технологических процессов определять шлифовальные и термические трещины, волосовины, поры и др.

Сущность способа заключается в том, что на очищенную поверхность детали с дефектом наносят проникающую жидкость (пенетрант), дают выдержку для проникновения жидкости в полость дефекта, удаляют ее остатки с поверхности детали, высушивают деталь. В заключение производят извлечение проникающей жидкости на поверхность детали. Чем глубже трещина, тем более широкая полоска жидкости будет на поверхности детали.

Проникновение пенетранта в полость дефекта возможно за счет его низкого поверхностного натяжения и образования мениска на его свободной поверхности.

Извлечение проникающей жидкости из трещины на поверхность детали производят сорбционным или диффузионным способом. В первом случае на поверхность детали наносят сухой порошок силикагеля, каолина, мела и др. (сухой способ) или средство в виде их суспензий в воде или органических растворителях (мокрый способ). Во втором случае наносят покрытие, в которое диффундирует проникающая жидкость из области дефекта. Этот способ более чувствителен, чем сорбционный, его применяют для обнаружения мелких трещин.

Для лучшего выявления полоски проникающей жидкости над трещиной в ее состав вводят цвето- и (или) светоконтрастные вещества. Если в пенетрант вводят красители, видимые при дневным свете, то способ называют капиллярно-цветным, а если в него включают вещества, которые способны флуоресцировать при облучении ультрафиолетовыми лучами, то способ называют капиллярно-люминесцентным.

Капиллярно-цветной способ основан на регистрации цветного контраста выявляющей жидкости (пенетрации) на белом фоне проявителя. В качестве пенетранта служат следующие составы:

керосин – 800 мл, норил-А – 200 мл, судан красный 5С – 10 г/л;

спирт – 90 %, эмульгатор ОП-7 – 10 % и родамин С – 30 г/л;

керосин – 65 %, трансформаторное масло – 30 %, скипидар – 5 % и судан красный 5С – 5 г/л.

Капиллярно-люминесцентный способ основан на регистрации свечения флуоресцирующей жидкости, извлеченной из дефекта в ультрафиолетовых лучах. Очищенные детали погружают в ванну с флуоресцирующей жидкостью на 10... 15 мин. В качестве такой жидкости применяют составы (% по массе):

керосин – 50, бензин – 25, трансформаторное масло – 25, красительдефектоль зелено-золотистый – 0,25 г/л;

39

керосин – 75, бензол – 10, трансформаторное масло – 15, красительдефектоль зелено-золотистый – 0,25 г/л и эмульгатор ОП-7 – 2…3 г/л.

Технология определения дефектов капиллярным способом следующая. Очищенные детали погружают в ванну с проявляющей жидкостью. Жидкость можно наносить пульверизатором или мягкой кистью. Затем деталь очищают и просушивают подогретым сжатым воздухом, что способствует выходу проникающего раствора на поверхность детали и растеканию его по краям трещины. По длине и ширине полоски с контрастным веществом судят о месте расположения и размерах обнаруженной трещины. В конце операции деталь протирают ветошью или промывают струей холодной воды под давлением 0,2 МПа с последующей сушкой.

Люминесцентную проверку проводят с помощью дефектоскопов марок ЛЮМ-1, ЛЮМ-2, ЛДА-3, ЛД-4. Раствор освещают ультрафиолетовыми лучами с помощью ртутно-кварцевых ламп ПРК-2, ПРК-4 или ПРК-7, свет от которых пропускают через специальные светофильтры типов УРС-3, УРС-6 и др. Под действием облучения пенетрант ярко светится желтозеленым цветом.

Поверхностные трещины на деталях несложной формы определяют с помощью ультразвуковых дефектоскопов, использующих звуковые волны частотой 0,5... 15 МГц. Наибольшее применение нашли устройства, работающие по принципу излучения и приема бегущих и стоячих акустических волн (рис. 1.6). В свою очередь устройства, в которых применяют бегущие волны, делят на три труппы: использующие прохождение и отражение волн и импедансные.

Акустические способы контроля, основанные на изучении и приеме упругих волн

Рис. 1.6. Классификация акустических способов контроля

Способы прохождения волн подразделяют на теневой и временной. Теневой способ учитывает уменьшение амплитуды волны, прошедшей по-

40